从废铝刻蚀液中回收利用磷酸和醋酸的方法与流程

本发明涉及刻蚀液中混酸分离、回收及应用领域，特别是涉及一种从废铝刻蚀液中回收利用磷酸和醋酸的方法。
背景技术：
目前，以薄膜晶体管液晶显示器(tft—lcd)为主的显示技术得到了迅速发展，我国已成为全球显示器最大的生产基地。tft—lcd制造过程中会排放大量的酸性蚀刻废液。这些废液如果处理不够妥当，就会造成生化环境的污染，对人类的健康造成重要的影响。因此，可以充分利用一些有效的科学方法来资源化处理，直接排放不但浪费资源而且污染环境。铝刻蚀液是面板制造过程产生的强酸性废液，废液主要成分是磷酸、醋酸、硝酸、水以及少量的金属离子，其中磷酸含量为50％以上。目前针对铝刻蚀废液中废酸的处理方法主要是酸碱中和处理，这种方法能耗高，且浪费磷资源。也有许多在这一领域的探索研究，但是大都没有办法有效地回收酸及符合经济效益纯化分离单一成分的酸液。因此亟需提供一种有效的从废铝刻蚀液中回收利用磷酸和醋酸的方法来解决上述问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种从废铝刻蚀液中回收利用磷酸和醋酸的方法，能够有效回收利用磷酸和醋酸，避免了资源浪费和环境污染。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种从废铝刻蚀液中回收利用磷酸和醋酸的方法，包括以下步骤：(1)将废铝刻蚀液去杂质后进行减压蒸馏，利用分馏方式移除醋酸和硝酸，收集馏出液；(2)向步骤(1)中的待馏液中加入乙醇进行酯化反应，去除残余的微量醋酸，并利用分馏方式去除乙酸乙酯和乙醇，使磷酸再次纯化；(3)将步骤(2)得到的磷酸过滤、加蒸馏水得到质量浓度为85％—89％的磷酸，冷却、结晶、过滤，得到磷酸晶体，滤液为工业磷酸；(4)将硝酸—醋酸—水馏出液加热，搅拌，加入与硝酸等摩尔质量的中和剂，混合反应，中和后的混合液直接进行蒸馏，收集醋酸，残液从底部排放处理。在本发明一个较佳实施例中，步骤(1)中去杂质的具体步骤为将废铝蚀刻液加热，搅拌，加入活性炭保持搅拌1.5—2h，趁热过滤，收集去杂质后的废铝刻蚀液。所述步骤(1)中，由于磷酸、硝酸、醋酸沸点的不同而且其挥发性差异较大(见表1)。表1、磷酸、硝酸、醋酸的物性对比磷酸硝酸醋酸沸点158℃83℃117.9℃挥发性不挥发易挥发易挥发化学特性强氧化性、强腐蚀性浓度稀时对金属有腐蚀由表1可知，通过蒸馏可将磷酸与硝酸、醋酸进行分离回收。考虑到硝酸和醋酸的挥发性和生产中的实现低能效，为了得到高纯度的磷酸，蒸馏时选择了减压蒸馏。在兼顾硝酸和醋酸挥发性、提高磷酸纯度与低能耗之间，经过反复试验，减压蒸馏的最佳条件是：真空度为0.09—0.1mpa，温度80—100℃，4—6小时。在本发明一个较佳实施例中，步骤(3)中，将质量浓度为85％—89％的磷酸降温于10—15℃时，加入3％晶种，0—5℃结晶，过滤，得到磷酸晶体。在本发明一个较佳实施例中，步骤(3)中，将得到的磷酸晶体用蒸馏水稀释到85％以上，再降温于10—15℃时，加入3％晶种，0—5℃重结晶，过滤，即可得到电子级的磷酸晶体。在本发明一个较佳实施例中，步骤(4)中，对回收的醋酸中投入吸水剂，过滤，得到质量浓度大于70％的醋酸。具体的，所述吸水剂为无水硫酸镁。在本发明一个较佳实施例中，步骤(4)中，所述中和剂为醋酸盐，具体的，所述中和剂为醋酸钠。本发明的有益效果是：本发明提供一种混酸回收再利用的无害化处理及资源化利用的方法，此方法最大程度地实现了磷酸和醋酸的资源回收利用，不仅节约原料，提高经济效益，而且大幅度减少了废水，避免了资源浪费和环境污染；该方法工艺过程简单，可操作性好，可达到有效资源化，适合于相关领域的工业生产和废液处理。附图说明图1是本发明从废铝刻蚀液中回收利用磷酸和醋酸的方法一较佳实施例的流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1，本发明实施例包括：实施例1：取光电产业蚀刻废液1000g，其化学成份及含量如下：化学成份h3po4ch3coohhno3h2oal含量(质量分数)62.6％10.2％4.3％18.9％极少量按照如下步骤对废铝刻蚀液中混酸进行回收：(1)将1000g废铝刻蚀液加热55℃，在120rpm搅拌速度下加入活性炭，活性炭能降低废液中的色度和浊度，保持搅拌1.5h，趁热过滤，收集去杂质后废铝蚀刻液；(2)因磷酸与硝酸、醋酸的沸点和挥发度相差很大，利用分馏的方式将硝酸和醋酸自该废铝蚀刻液中分离出来。将废液在0.095mpa、温度90℃条件下进行减压蒸馏，使废液中硝酸和醋酸挥发出来，收集馏出液403.4g；(3)将乙醇加入步骤2处理的残余液中进行醋酸酯化以去除残余的微量醋酸，在加热100℃、原料重量0.3％的浓硫酸为催化剂、搅拌回流条件下进行反应2h后，除去乙酸乙酯及水，得到93％纯度磷酸。将待馏液磷酸过滤，去除杂质，在温度50℃下连续加蒸馏水调节比重，得到质量浓度85％的磷酸；(4)将上述磷酸降温于15℃时，加入3％晶种，0—5℃结晶，过滤，得磷酸晶体，可去除金属离子成分。将磷酸晶体用蒸馏水稀释到85％以上，再以相同条件重结晶，即可得到电子级的磷酸晶体551.2g，回收率为88％，剩余滤液为89％的工业磷酸；(5)将硝酸—醋酸—水馏出液加热至60℃，在80rpm搅拌下，加入与硝酸等摩尔质量的中和剂醋酸钠，醋酸钠的浓度为0.03mol/l、体积为200ml，充分搅动混合，中和后的混合液直接进行蒸馏，收集醋酸，残液从底部排放处理。对回收的醋酸投入吸水剂无水硫酸镁，过滤，可得质量浓度70％以上的醋酸130.2g，这个过程醋酸回收率92％。实施例2：取光电产业蚀刻废液1000g，其化学成份及含量如下：化学成份h3po4ch3coohhno3h2oal含量(质量分数)67.6％9.4％4.8％20.2％极少量按照如下步骤对废铝刻蚀液中混酸进行回收：(1)将1000g废铝刻蚀液加热55℃，在125rpm搅拌速度下加入活性炭，保持搅拌2h，趁热过滤，收集去杂质后废铝蚀刻液；(2)将废液在0.095mpa、90℃条件下进行减压蒸馏，使废液中硝酸和醋酸挥发出来，收集馏出液398.4g；(3)将乙醇加入步骤2处理的残废液进行醋酸酯化反应，在100℃、原料重量0.5％的浓硫酸为催化剂、搅拌回流条件下进行反应2h后，去除乙酸乙酯及水，得到质量分数91％的磷酸。将待馏液磷酸过滤，去除杂质，在50℃下加蒸馏水调节比重，得到质量浓度85％的磷酸；(4)待磷酸降温于15℃时，加入3％晶种，0—5℃结晶，过滤，得磷酸晶体。将磷酸晶体用蒸馏水稀释到85％以上，再以相同条件重结晶，即可得到电子级的磷酸晶体609.5g，回收率为90％，剩余滤液为92％的工业磷酸；(5)将硝酸—醋酸—水馏出液加热至60℃，在80rpm搅拌下，加入与硝酸等摩尔质量的中和剂醋酸钠，醋酸钠的浓度为0.03mol/l、体积为180ml，充分搅动混合。中和后的混合液直接进行蒸馏，收集醋酸，残液从底部排放处理。对回收的醋酸投入吸水剂无水硫酸镁，过滤，可得质量浓度70％以上的醋酸127.1g，这个过程醋酸回收率89％。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效流程变换及组合，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12